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海水水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)方案
2025-02-14 11:46:17
admin
一、系統(tǒng)目標
為海水養(yǎng)殖（如魚類
、貝類、海參等）提供實時
、精準的水質(zhì)監(jiān)測，優(yōu)化養(yǎng)殖環(huán)境
，預防病害
，提升產(chǎn)量和質(zhì)量，降低人工巡檢成本
。
二
、核心監(jiān)測參數(shù)
參數(shù)
檢測意義
傳感器類型
溶解氧（DO）
影響生物呼吸和生長
，需維持4-8 mg/L
光學/電化學傳感器
溫度
影響代謝和繁殖，需根據(jù)物種設定閾值（如15-30℃）
數(shù)字溫度傳感器
鹽度
海水養(yǎng)殖核心指標
，通常25-35‰
電導率傳感器
pH值
影響生物酶活性，適宜范圍7.5-8.5
玻璃電極傳感器
氨氮（NH?-N）
毒性物質(zhì)
，濃度需<0.02 mg/L
離子選擇性電極/光學傳感器
亞硝酸鹽（NO??）
高濃度導致缺氧
，建議<0.1 mg/L
分光光度法傳感器
濁度
反映水體懸浮物
，影響透光性和生物行為
光學散射傳感器
葉綠素a
監(jiān)測藻類密度
，預防赤潮
熒光傳感器
三、系統(tǒng)架構(gòu)
感知層
傳感器網(wǎng)絡：部署于養(yǎng)殖池
、進排水口等關鍵節(jié)點，支持防腐蝕設計（如鈦合金外殼）
。
供電方案：太陽能+鋰電池（離岸場景）或市電（近岸）
。
抗干擾設計：防生物附著涂層，自動清潔裝置
。
傳輸層
通信方式：
短距離：LoRa
、ZigBee（適用于集中式養(yǎng)殖場）。
長距離：4G/5G
、NB-IoT（適合分散式或離岸場景）
。
邊緣計算網(wǎng)關：本地數(shù)據(jù)預處理（濾波
、異常值剔除）
，降低云端負載
。
平臺層
云端服務器：存儲歷史數(shù)據(jù)
，支持AI分析（如預測溶氧變化趨勢）
。
本地服務器（可選）：保障網(wǎng)絡中斷時基礎功能運行
。
應用層
可視化平臺：實時儀表盤
、數(shù)據(jù)曲線、多參數(shù)關聯(lián)分析
。
移動端APP：報警推送（短信/微信）
、遠程控制增氧機/投餌機
。
四
、核心功能
實時監(jiān)測與報警
自定義閾值報警（如溶解氧低于3mg/L觸發(fā)聲光報警并啟動增氧機）
。
多級預警機制（提醒
、緊急、災難級）
。
數(shù)據(jù)分析與決策支持
自動生成水質(zhì)日報/周報，對比歷史數(shù)據(jù)
。
AI模型預測溶氧波動、藻類爆發(fā)風險
。
設備聯(lián)動控制
根據(jù)水質(zhì)參數(shù)自動調(diào)節(jié)增氧機
、水泵
、投餌機
。
支持手動/自動模式切換
。
權(quán)限管理與追溯
多角色權(quán)限（管理員
、技術員、養(yǎng)殖工）
。
數(shù)據(jù)區(qū)塊鏈存證（可選），滿足合規(guī)要求
。
五、實施步驟
現(xiàn)場勘察：確定監(jiān)測點密度
、通信信號覆蓋
、供電條件
。
硬件部署：安裝傳感器
、網(wǎng)關
、供電設備
，防雷擊設計
。
軟件配置：云端平臺對接
、報警規(guī)則設定
、用戶權(quán)限分配
。
聯(lián)調(diào)測試：模擬極端場景（如斷網(wǎng)
、參數(shù)超標）
，驗證系統(tǒng)穩(wěn)定性
。
培訓與交付：操作手冊、故障排查指南
、定期回訪。
七
、優(yōu)勢與創(chuàng)新點
精準性：多傳感器數(shù)據(jù)融合+AI校正，減少誤差
。
擴展性：支持添加新參數(shù)（如重金屬監(jiān)測模塊）
。
低功耗：NB-IoT模塊待機功耗<5mA
，適合太陽能供電
。
災備設計：本地緩存數(shù)據(jù)
，網(wǎng)絡恢復后自動同步
。
八、應用案例
山東某海參養(yǎng)殖場：部署后溶氧超標事件減少70%
，年度增產(chǎn)15%。
福建大黃魚深海網(wǎng)箱：通過葉綠素a監(jiān)測提前預警赤潮
，避免損失200萬元。
通過該系統(tǒng)
，養(yǎng)殖戶可實現(xiàn)從“經(jīng)驗驅(qū)動”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的轉(zhuǎn)型
，顯著提升管理效率和經(jīng)濟效益
。
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